特開 2015-128761 複数の電荷を有する膜

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-128761(P2015-128761A)

(43)【公開日】2015年7月16日

(54)【発明の名称】複数の電荷を有する膜

(51)【国際特許分類】

   B01D 69/02 20060101AFI20150619BHJP

   B01D 71/56 20060101ALI20150619BHJP

   B01D 71/68 20060101ALI20150619BHJP

   C08J 9/28 20060101ALI20150619BHJP

【ＦＩ】

   B01D69/02

   B01D71/56

   B01D71/68

   C08J9/28 101

   C08J9/28CFG

【審査請求】有

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-198863(P2014-198863)

(22)【出願日】2014年9月29日

(31)【優先権主張番号】14/147,971

(32)【優先日】2014年1月6日

(33)【優先権主張国】US

(71)【出願人】

【識別番号】596064112

【氏名又は名称】ポール・コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】Ｐａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(74)【代理人】

【識別番号】100148596

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 和弘

(72)【発明者】

【氏名】アマーナウス シン

(72)【発明者】

【氏名】イ−ファン ワン

【テーマコード（参考）】

4D006

4F074

【Ｆターム（参考）】

4D006GA01

4D006GA41

4D006HA01

4D006HA21

4D006HA41

4D006HA61

4D006HA71

4D006JA25C

4D006JA27Z

4D006MA01

4D006MA02

4D006MA03

4D006MA06

4D006MA11

4D006MA25

4D006MA31

4D006MC16

4D006MC18

4D006MC22

4D006MC23

4D006MC24

4D006MC28

4D006MC29

4D006MC39

4D006MC47

4D006MC48

4D006MC49

4D006MC54

4D006MC55X

4D006MC58

4D006MC62

4D006MC63X

4D006NA03

4D006NA04

4D006NA05

4D006NA14

4D006NA16

4D006NA32

4D006NA40

4D006NA46

4D006NA51

4D006PA01

4D006PB09

4D006PB20

4D006PB45

4D006PC01

4D006PC11

4D006PC41

4F074AA71

4F074AA87

4F074AD09

4F074AD13

4F074AG20

4F074AH03

4F074CB44

4F074CB45

4F074CC05Y

4F074CC27Z

4F074CC30X

4F074CC62Y

4F074DA20

4F074DA43

(57)【要約】

【課題】単一多孔層に、負、中性、及び正電荷の連続区域を備える膜、及び当該膜を備える装置、並びに当該膜を作製する方法を提供すること。
【解決手段】本発明の一実施形態によれば、（ｉ）第１の細孔面、（ｉｉ）第２の細孔面、並びに（ｉｉｉ）第１の細孔面と第２の細孔面との間にあるバルクであって、第１の電荷連続区域、中性電荷連続区域、及び第２の電荷連続区域を有するバルクであり、連続区域が第１及び第２の細孔面に対して概して平行に配されるバルク、を有する単一層を備え、中性連続区域は、第１の電荷連続区域と第２の電荷連続区域との間に挟まれ、第１の電荷連続区域及び第２の電荷連続区域は、互いに異なる極性の電荷を有する、細孔膜を提供する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）（ｉ）第１の細孔面、
（ｉｉ）第２の細孔面、及び
（ｉｉｉ）前記第１の細孔面と前記第２の細孔面との間にあるバルクであって、第１の電荷連続区域、中性電荷連続区域、及び第２の電荷連続区域を有するバルク、
を有する単一層を備え、
前記中性電荷連続区域は、前記第１の電荷連続区域と前記第２の電荷連続区域との間に挟まれ、前記第１の電荷連続区域及び前記第２の電荷連続区域は、互いに異なる極性の電荷を有し、
前記第１の電荷連続区域が前記中性連続区域に接する部分、及び前記第２の電荷連続区域が前記中性連続区域に接する部分を有し、前記部分が互いに対して概して平行に配される、細孔膜。

【請求項2】

（ａ）（ｉ）第１の細孔面、
（ｉｉ）第２の細孔面、及び
（ｉｉｉ）前記第１の細孔面と前記第２の細孔面との間にあるバルクであって、第１の電荷連続区域、中性電荷連続区域、及び第２の電荷連続区域を有するバルクであり、前記連続区域が前記第１及び第２の細孔面に対して概して平行に配されるバルク、
を有する単一層を備え、
前記中性電荷連続区域は、前記第１の電荷連続区域と前記第２の電荷連続区域との間に挟まれ、前記第１の電荷連続区域及び前記第２の電荷連続区域は、互いに異なる極性の電荷を有する、細孔膜。

【請求項3】

前記第１の電荷連続区域は前記第１の細孔面から前記バルクへ延在し、前記第１の電荷連続区域は正荷電区域であり、前記第２の電荷連続区域は前記第２の細孔面から前記バルクへ延在し、前記第２の電荷連続区域は負荷電区域である、請求項１又は２に記載の細孔膜。

【請求項4】

前記第１の電荷連続区域は前記第１の細孔面から前記バルクへ延在し、前記第１の電荷連続区域は負荷電区域であり、前記第２の電荷連続区域は前記第２の細孔面から前記バルクへ延在し、前記第２の電荷連続区域は正荷電区域である、請求項１又は２に記載の細孔膜。

【請求項5】

対称性膜を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の細孔膜。

【請求項6】

非対称性膜を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の細孔膜。

【請求項7】

前記第１の細孔面及び正荷電区域から前記第２の細孔面及び負荷電区域の方へ大きさが小さくなる平均孔径を有する非対称性膜を備える、請求項３に記載の細孔膜。

【請求項8】

ポリアミド膜を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の細孔膜。

【請求項9】

ポリスルホン膜を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の細孔膜。

【請求項10】

前記第１の細孔面はテンプレート面を備える、請求項１及び３〜９のいずれか一項に記載の細孔膜。

【請求項11】

前記第１の細孔面は、第１の領域及び第２の領域を備え、前記第１の細孔面の前記第１の領域と前記第２の細孔面との間隔は、前記第１の細孔面の前記第２の領域と前記第２の細孔面との間隔よりも約１０％大きい、請求項１０に記載の細孔膜。

【請求項12】

流体を処理する方法であって、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の前記細孔膜に流体を通すステップを含む、方法。

【請求項13】

フォトレジスト流体をろ過するステップを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

フォトレジスト流体をろ過する方法であって、
請求項３に記載の前記細孔膜にフォトレジスト流体を通すステップを含む、方法。

【請求項15】

前記細孔膜はポリアミド膜を備える、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

フォトレジスト流体をろ過する方法であって、
請求項７に記載の前記細孔膜にフォトレジスト流体を通すステップを含む、方法。

【請求項17】

前記細孔膜はポリアミド膜を備える、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【発明の背景】

【0001】

[0001]荷電モザイク膜、及び／又は異なる電荷を有する複数の層（例えば、正電荷層、負電荷層）を備える膜は、様々な用途で使用される。

【0002】

[0002]しかしながら、複数の電荷を有する膜の改善の必要性が存在する。

【0003】

[0003]本発明は、従来技術の不利益の少なくともいくつかを改善することを提供する。本発明のこれらの利点及び他の利点は以下に述べるように明細書から明らかにされるであろう。

【発明の概要】

【0004】

[0004]本発明の実施形態は、（ｉ）第１の細孔面、（ｉｉ）第２の細孔面、並びに（ｉｉｉ）第１の細孔面と第２の細孔面との間にあるバルクであって、第１の電荷連続区域、中性電荷連続区域、及び第２の電荷連続区域を有するバルクであり、連続区域が第１及び第２の細孔面に対して概して平行に配されるバルク、を有する単一層を備え、中性連続区域は、第１の電荷連続区域と第２の電荷連続区域との間に挟まれ、第１の電荷連続区域及び第２の電荷連続区域は、互いに異なる極性の電荷を有する、細孔膜を提供する。

【0005】

[0005]別の実施形態において、細孔膜が提供され、細孔膜は、（ｉ）第１の細孔面、（ｉｉ）第２の細孔面、並びに（ｉｉｉ）第１の細孔面と第２の細孔面との間にあるバルクであって、第１の電荷連続区域、中性電荷連続区域、及び第２の電荷連続区域を有するバルク、を有する単一層を備え、中性連続区域は、第１の電荷連続区域と第２の電荷連続区域との間に挟まれ、第１の電荷連続区域及び第２の電荷連続区域は、互いに異なる極性の電荷を有し、細孔膜は、第１の電荷連続区域が中性連続区域に接する部分、及び第２の電荷連続区域が中性連続区域に接する部分を有し、当該部分が互いに対して概して平行に配される。実施形態において、連続区域も第１及び第２の細孔面に対して概して平行に配される。

【0006】

[0006]膜は非対称性又は対称性（isometric）とすることができる。

【0007】

[0007]実施形態において、第１の細孔面は、第１の領域及び第２の領域を備え、第１の細孔面の第１の領域と第２の細孔面との間隔は、第１の細孔面の第２の領域と第２の細孔面との間隔よりも少なくとも約１０パーセント大きく、いくつかの実施形態において、膜は、局所的な非対称性を有する。

【0008】

[0008]他の実施形態において、膜を備える装置、装置を備えるシステム、膜に流体を通すことによって流体を処理する方法、及び膜を作製する方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態による膜を調製するシステムを示す、一般化された概略図である。

【図2】本発明による非対称性非テンプレート膜（asymmetricnon-templated membrane）の実施形態の断面図を示す走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）であり、膜は、第１及び第２の細孔面、並びに両面の間にあるバルクを有し、バルクは、第１の電荷連続区域、中性電荷連続区域、及び第２の電荷連続区域を有し、連続区域は、第１及び第２の細孔面に対して概して平行に配され、中性連続区域は、第１の電荷連続区域と第２の電荷連続区域との間に挟まれ、第１の電荷連続区域及び第２の電荷連続区域は、互いに異なる極性の電荷を有する。

【図3】本発明による非対称性テンプレート膜の実施形態の断面図を示すＳＥＭであり、膜は、少なくとも第１の領域及び第２の領域を有する第１の細孔面、並びに第２の細孔面を有し、第１の細孔面の第１の領域と第２の細孔面との間隔は、第１の細孔面の第２の領域と第２の細孔面との間隔よりも少なくとも約１０パーセント大きい。加えて、膜は、正荷電連続区域が中性電荷連続区域に接する部分、及び負荷電連続区域が中性連続区域に接する部分を有し、両部分が互いに対して概して平行に配される。

【発明を実施するための形態】

【0010】

[0012]本発明の実施形態によれば、細孔膜が提供され、膜は（ａ）（ｉ）第１の細孔面、（ｉｉ）第２の細孔面、及び（ｉｉｉ）第１の細孔面と第２の細孔面との間にあるバルクを有する単一層を備え、バルクは、第１の電荷連続区域、中性電荷連続区域、及び第２の電荷連続区域を有し、連続区域は第１の細孔面及び第２の細孔面に対して概して平行に配され、中性連続区域は第１の電荷連続区域と第２の電荷連続区域との間に挟まれ、第１の電荷連続区域と第２の電荷連続区域とは互いに異なる極性の電荷を有する。

【0011】

[0013]別の実施形態において、細孔膜が提供され、膜は、（ｉ）第１の細孔面、（ｉｉ）第２の細孔面、及び（ｉｉｉ）第１の細孔面と第２の細孔面との間にあるバルクを有する単一層を備え、バルクは、第１の電荷連続区域、中性電荷連続区域、及び第２の電荷連続区域を有し、中性連続区域は第１の電荷連続区域と第２の電荷連続区域との間に挟まれ、第１の電荷連続区域と第２の電荷連続区域とは、互いに異なる極性の電荷を有し、膜は、第１の電荷連続区域が中性連続区域と接する部分、及び第２の電荷連続区域が中性連続区域と接する部分を有し、両部分は互いに対して概して平行に配される。実施形態において、連続区域は、第１及び第２の細孔面に対して概して平行に配される。

【0012】

[0014]非対称性の膜と対称性の膜が本発明により提供される。

【0013】

[0015]膜の「テンプレート（ｔｅｍｐｌａｔｅｄ）」実施形態において、第１の細孔面は、第１の領域及び第２の領域を備え、第１の細孔面の第１の領域と第２の細孔面との間隔は、第１の細孔面の第２の領域と第２の細孔面との間隔よりも少なくとも約１０パーセント大きい（いくつかの実施形態において、少なくとも約１５パーセント大きい）。

【0014】

[0016]いくつかの実施形態において、例えば、膜は、少なくとも１つのパターン化された又は織られた面（「テンプレート面」）を有し、膜は、第１の領域及び第２の領域を備える第１の細孔面を有し、第１の細孔面は、第１の領域及び第２の領域を備える所定のパターンを有する。

【0015】

[0017]本発明の実施形態によれば、処理される流体は、中性区域及び負荷電区域の前に正荷電区域に接することができ、又は、処理される流体は、中性区域及び正荷電区域の前に負荷電区域に接することができる。

【0016】

[0018]例えば、いくつかの実施形態において、第１の細孔面は膜の上流面を提供し、第１の電荷連続区域は第１の細孔面からバルクへ延在し、第１の電荷連続区域は正荷電区域であり、第２の電荷連続区域は第２の細孔面からバルクへ延在し、第２の電荷連続区域は負荷電区域である。

【0017】

[0019]いくつかの他の実施形態において、第１の細孔面は膜の上流面を提供し、第１の電荷連続区域は第１の細孔面からバルクへ延在し、第１の電荷連続区域は負荷電区域であり、第２の電荷連続区域は第２の細孔面からバルクへ延在し、第２の電荷連続区域は正荷電区域である。

【0018】

[0020]別の実施形態において、流体を処理する方法が提供され、例えば、第１の細孔面からバルク及び第２の細孔面を通って、流体に膜の実施形態を通過させるステップを含む。膜がテンプレート面を有するこれらの実施形態において、方法の実施形態は、テンプレート面を備える第１の細孔面からバルク及び第２の細孔面を流体に通過させるステップ、又は非テンプレート細孔面からバルク及びテンプレート細孔面を流体に通過させるステップを含むことができる。

【0019】

[0021]別の実施形態において、フィルタ装置が提供され、少なくとも１つの流入口及び少なくとも１つの流出口を備えると共に、流入口と流出口との間で少なくとも１つの流体流路を規定する筐体に配された膜を備え、膜は流体流路を横切る。一実施形態において、フィルタ装置は、少なくとも１つの流入口並びに少なくとも第１の流出口及び第２の流出口を備えると共に、流入口と第１の流出口との間の第１の流体流路及び流入口と第２の流出口との間の第２の流体流路を規定する筐体を備え、フィルタは第１の流体流路を横切り、例えば、第１の液体が、第１の流体流路に沿って流入口からフィルタ及び第１の流出口を通過するような、及び第２の流体が、第２の流体流路に沿って流入口からフィルタを通過することなく第２の流出口を通過するような接線流を可能とする。

【0020】

[0022]本発明の実施形態により膜を作製する方法は、（ａ）正電荷を含むポリマー溶液を調製するステップと、（ｂ）中性電荷を含むポリマー溶液を調製するステップと、（ｃ）負電荷を含むポリマー溶液を調製するステップと、（ｄ）移動支持体に溶液を順次注型するステップであって、（ｉ）第１に、正電荷を含むポリマー溶液又は負電荷を含むポリマー溶液を注型し、膜前駆体を形成し、（ｉｉ）第２に、中性電荷を含むポリマー溶液を膜前駆体上に注型し、（ｉｉｉ）第３に、（ｉ）において注型されないポリマー溶液を、中性電荷を含むポリマー溶液上に注型する、ステップと、（ｅ）貧溶媒液体において溶液の相分離を実施するステップと、を含む。

【0021】

[0023]別の実施形態において、テンプレート面を備える膜を作製する方法は、（ａ）テンプレート（例えば、浮き出し加工のテンプレート等の所定のパターン又は外形を有するテンプレート）を得るステップと、（ｂ）テンプレート上に正、中性、及び負電荷を含むポリマー溶液を順次注型するステップであって、（ｉ）第１に、正電荷を含むポリマー溶液又は負電荷を含むポリマー溶液を注型し、（ｉｉ）第２に、中性電荷を含むポリマー溶液を注型し、（ｉｉｉ）第３に、（ｉ）において注型されないポリマー溶液を注型する、ステップと、（ｃ）注型したポリマー溶液を沈殿させて膜を生成するステップと、（ｄ）テンプレートから膜を分離するステップと、を含む。

【0022】

[0024]複数の電荷は単一の膜層に設けることができ、層間剥離の危険性を避けることができることに利点がある。いくつかの用途において、複数層の膜に比べて、厚さを薄くした膜を提供することができる。

【0023】

[0025]荷電モザイク膜と対比すると、電荷の位置はより効率的に制御することができ、特定の流体処理（例えば、ろ過）用途に膜を調整することができる。

【0024】

[0026]本発明の実施形態による膜は、例えば、診断用途（例えば、試料調製及び／又は診断用の側方流動装置を含む）、インクジェット用途、製薬産業用の流体ろ過、医療用途用の流体ろ過（例えば静脈適用等の家庭内使用及び／又は患者使用を含み、例えば、血液等の生物学的流体のろ過（例えば、白血球を取り除くため）も含む）、電子産業用の流体ろ過（例えば、マイクロエレクトロニクス産業におけるフォトレジスト流体のろ過）、食品及び飲料産業用の流体ろ過、浄化、抗体及び／若しくはタンパク質含有流体のろ過、核酸含有流体のろ過、細胞検出（インシトゥ含む）、細胞採取、並びに／又は細胞培養流体のろ過を含む様々な用途に使用することができる。代替的に又は追加的に、本発明の実施形態による膜は、空気及び／若しくは気体のろ過に使用することができ、並びに／又は通気用途（例えば、空気及び／又は気体は通過させることができるが、液体は通過させない）に使用することができる。本発明の実施形態による膜は、例えば、眼科手術製品等の手術用装置及び製品を含む、様々な種類の装置に使用することができる。

【0025】

[0027]膜の上流部が正荷電連続区域を備え、膜の下流部が負荷電連続区域を備える一実施形態において、流体を処理する方法は、陽イオンよりも高い濃度の陰イオンを含む流体を膜の上流面から下流面へ通過させるステップを含む。いずれかの特定の機構に限定されることなく、陰イオンは正荷電連続区域に捕捉及び／又は結合されるので、陰イオンはいくらかの付加的な陰イオンを反発することができ、粗ろ過機能を提供することができ、正荷電連続区域の多くを最大限までさらなる吸着に利用することができると考えられる。

【0026】

[0028]同様に、膜の上流部が負荷電連続区域を含み、膜の下流部が正荷電連続区域を含む一実施形態において、流体を処理する方法は、陰イオンよりも高い濃度の陽イオンを含む流体を膜の上流面から下流面へ通過させるステップを含む。いずれかの特定の機構に限定されることなく、陽イオンは負荷電連続区域に捕捉及び／又は結合されるので、陽イオンはいくらかの付加的な陽イオンを反発することができ、粗ろ過機能を提供することができ、負荷電連続区域の多くを最大限までさらなる吸着に利用することができると考えられる。

【0027】

[0029]テンプレート膜のいくつかの実施形態において、上流テンプレート面を有することは、増大させた表面積を提供し、これにより、陰イオン又は陽イオンの容量を増大させる。

【0028】

[0030]様々な流体が本発明の実施形態により処理、例えばろ過、することができる。電子産業用、例えばマイクロエレクトロニクス産業用、の流体をろ過する実施形態において、フォトレジスト流体は本発明による膜の実施形態を通される。例えば、フォトレジスト流体は、陽イオンよりも高濃度の陰イオンを有することができ、方法は、正荷電連続区域を含む膜の上流部から、中性連続区域を通って、負荷電連続区域を含む膜の下流部に流体を通過させるステップを含むことができる。

【0029】

[0031]非対称性膜又は断面は、断面を通じて変化する孔構造（例えば、平均孔径）を有する。典型的には、平均孔径は一方の部分又は面から他方の部分又は面へと大きさが小さくなる（例えば、平均孔径は、上流部又は面から下流部又は面へと小さくなる）。しかしながら、他の種類の非対称性が本発明の実施形態によって達成される、例えば、孔径は、非対称性断面の厚さ内の位置に最小孔径が存在する（例えば、非対称性断面の部分は「砂時計型」孔構造を有することができる）。非対称性断面は、例えば、約３以上又は約７以上の、いずれか好適な孔径勾配又は比を有することができる。この非対称性は、断面の一方の主面の平均孔径と、当該断面の他方の主面の平均孔径とを比較することによって測定することができる。

【0030】

[0032]以下の定義は本発明に従い使用される。

【0031】

[0033]本発明によれば、互いに異なる極性の電荷とは、正電荷及び負電荷のことをいう。互いに異なる極性の電荷は、等しい電荷密度を必要とせず、例えば、正荷電連続区域は、負荷電連続区域の電荷密度よりも大きい電荷密度を有することができる（例えば、「より大きく」正に荷電することができる）。

【0032】

[0034]本発明によれば、電荷連続区域は、膜の厚さの概して所定の部分に、膜の主面（上流及び下流面）に対して概して平行に局在する電荷のことをいう。対照的に、モザイク膜は、膜を通じて、複数の分離した（非連続的な）陰イオン交換領域、陽イオン交換領域、及び中性領域を有する。

【0033】

[0035]膜は、例えば、（例えば、泡立ち点によって、若しくは、例えば、米国特許第４，３４０，４７９号に記載のＫ_Ｌによって明らかにされるような、又は毛管凝縮フローポロメトリによって明らかにされるような）孔径、（例えば、走査型電子顕微鏡を使用して膜の断面図を拡大して、ソフトウェアを使用して一連の孔を測定することによって決定される）平均孔径、（例えば、ポロメータ、例えばＰｏｒｖａｉｒ Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ（Ｐｏｒｖａｉｒ ｐｌｃ、Ｎｏｒｆｏｌｋ、ＵＫ）、又は商標ＰＯＲＯＬＵＸ（Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ．ｃｏｍ、ベルギー）で利用可能なポロメータを使用して特徴づけられるとき）平均流孔（ＭＦＰ）径、（例えば、ビーズ等の粒子を含むサロゲート溶液を使用する）孔率、（例えば、米国特許第４，９２５，５７２号に記載されるような、修正されたＯＳＵ Ｆ２試験を使用して特徴づけられるとき）孔の直径、又は流体が膜を通過するとき対象の１つ若しくは複数の材料の通過を減少又は許容する除去率等のいずれかの好適な孔構造を有することができる。設けられる孔構造は、例えば、処理される流体の成分、及び処理後の流体の所望の流出レベルに依存する。

【0034】

[0036]典型的には、本発明の実施形態による膜は、約７０μｍ〜約４００μｍの範囲の厚さを有する。

【0035】

[0037]膜は、熱誘起相反転法によって調製されることが好ましい。典型的には、相反転法は、ポリマー溶液（複数可）を薄膜に注型する又は押し出すステップと、以下の１つ又は複数を通じてポリマーを沈殿させるステップと、を含む：（ａ）溶媒及び貧溶媒の蒸発、（ｂ）露出面に吸収される水蒸気等の貧溶媒蒸気にさらすこと、（ｃ）貧溶媒液体（例えば、水を含む相浸漬浴、及び／又は別の貧溶媒）への急冷、及び（ｄ）ポリマーの溶解性が急激に大きく減少するように熱い膜の熱的急冷。相反転は、湿式法（浸漬沈殿）、蒸気誘起相分離（ＶＩＰＳ）、熱誘起相分離（ＴＩＰＳ）、急冷、乾湿式注型、及び溶媒蒸発（乾式注型）によって誘起することができる。乾式相反転は、浸漬凝固の欠如によって湿式又は乾湿式とは異なる。これらの技法においては、初期均質ポリマー溶液は、異なる外部効果のために熱力学的に不安定になり、薄ポリマー相及び濃ポリマー相への相分離が誘起される。濃ポリマー相は膜のマトリックスを形成し、溶媒及び貧溶媒のレベルが増大した薄ポリマー相は孔を形成する。

【0036】

[0038]膜は手動で（例えば、注型面上に手で注ぎ、注型し、又は広げる）、又は自動的に（例えば、移動床上に注ぎ、さもなければ注型する）注型することができる。好適な支持体の例には、例えば、ポリエチレン被覆紙若しくは（ＭＹＬＡＲ等の）ポリエステル、ステンレス鋼帯等の帯状体、又は浮き出し加工の基体が含まれる。

【0037】

[0039]複数の注型技法を含む様々な注型技法が当業界に知られており、そして適している。当業界で知られている様々な装置が注型に使用することができる。好適な装置には、例えば、塗布ナイフ、ドクターブレード、又はスプレー／加圧システムを備える、機械的塗布装置が含まれる。塗布装置の一例は、注型薬剤（ポリマーを含む溶液）が導入され、圧力下で狭いスロットを通して押し込まれる注型チャンバを備える、押し出しダイ又はスロットコータである。例示的には、ポリマーを含む溶液は、約１００マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、より典型的には約１２０マイクロメートル〜約４００マイクロメートルの範囲のナイフギャップを有するドクターブレードによって注型することができる。

【0038】

[0040]当業界で知られているように、本発明により膜を生成する様々な注型速度が好適である。典型的には、注型速度は、少なくとも約３フィート／分（ｆｐｍ）、より典型的には約３ｆｐｍ〜約１５ｆｐｍの範囲、いくつかの実施形態においては少なくとも約７ｆｐｍである。

【0039】

[0041]様々なポリマー溶液が、本発明における使用に適し、当業界において知られている。好適なポリマー溶液は、例えば、ポリ芳香族化合物、スルホン類（例えば、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルスルホン、ビスフェノールＡポリスルホン、ポリアリールスルホン、及びポリフェニルスルホン等の芳香族ポリスルホン類を含むポリスルホン類）、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリハロゲン化ビニリデン類（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む）、ポリプロピレン及びポリメチルペンテン等のポリオレフィン類、ポリエステル類、ポリスチレン類、ポリカーボネート類、ポリアクリロニトリル類（ポリアルキルアクリロニトリル類を含む）、セルロース系ポリマー（酢酸セルロース類及びニトロセルロース類等）、フルオロポリマー類、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のポリマーを含むことができる。ポリマー溶液は、ポリマーの混合物、例えば、疎水性ポリマー（例えば、スルホンポリマー）及び親水性ポリマー（例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ））、を含むことができる。

【0040】

[0042]１つ又は複数のポリマーのほかに、典型的なポリマー溶液は、少なくとも１つの溶媒を含み、少なくとも１つの貧溶媒をさらに含んでもよい。好適な溶媒には、例えば、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）；Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）；Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）；ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、メチルスルホキシド、テトラメチル尿素；ジオキサン；コハク酸ジエチル；クロロホルム；及びテトラクロロエタン；並びにこれらの混合物が含まれる。好適な貧溶媒には、例えば、水；種々のポリエチレングリコール類（ＰＥＧ；例えば、ＰＥＧ−２００、ＰＥＧ−３００、ＰＥＧ−４００、ＰＥＧ−１０００）；種々のポリプロピレングリコール類；種々のアルコール類、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アミルアルコール類、ヘキサノール類、ヘプタノール類及びオクタノール類；アルカン類、例えば、ヘキサン、プロパン、ニトロプロパン、ヘプタン及びオクタン；並びにケトン、エーテル類及びエステル類、例えば、アセトン、ブチルエーテル、酢酸エチル及び酢酸アミル；並びに種々の塩、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム及び塩化リチウム；並びにこれらの混合物が含まれる。

【0041】

[0043]望むのであれば、ポリマーを含む溶液は、例えば、１つ若しくは複数の重合開始剤（例えば、過酸化物、過硫酸アンモニウム、脂肪族アゾ化合物（例えば、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド（Ｖ５０））、及びこれらの混合物）並びに／又は界面活性剤及び／若しくは離型剤等の微量成分をさらに含むことができる。

【0042】

[0044]溶液の好適な成分は当業界に知られている。ポリマーを含む例示的溶液、並びに例示的溶媒及び貧溶媒には、例えば、米国特許第４，３４０，５７９号、第４，６２９，５６３号、第４，９００，４４９号、第４，９６４，９９０号、第５，４４４，０９７号、第５，８４６，４２２号、第５，９０６，７４２号、第５，９２８，７７４号、第６，０４５，８９９号、第６，１４６，７４７号、及び第７，２０８，２００号に開示されたものが含まれる。

【0043】

[0045]膜が、少なくとも第１の領域及び第２の領域を備える第１の細孔面を有し、（ｉ）第１の細孔面の第１の領域と第２の細孔面との間隔が、第１の細孔面の第２の領域と第２の細孔面との間隔よりも少なくとも約１０パーセント大きく、及び／又は（ｉｉ）膜が少なくとも１つのパターン化した面若しくは織られた面を有する実施形態において、膜は、第１の領域及び第２の領域を備える第１の細孔面を有し、第１の細孔面は、第１の領域及び第２の領域を備える所定のパターンを有し、膜は、好ましくは、（ａ）（例えば、浮き出し加工のテンプレート等のパターン又は所定の外形を有する）テンプレートを入手するステップ、（ｂ）テンプレートに、正、中性及び負電荷を含むポリマー溶液を順次注型するステップであって、（ｉ）第１に、正電荷を含むポリマー溶液又は負電荷を含むポリマー溶液のいずれかを注型し、（ｉｉ）第２に、中性電荷を含むポリマー溶液を注型し、（ｉｉｉ）第３に、（ｉ）において注型されないポリマー溶液を注型するステップ、（ｃ）注型されたポリマー溶液が沈殿し、膜を生成するステップ、並びに（ｄ）テンプレートから膜を分離するステップによって生成することができる。

【0044】

[0046]様々な材料がテンプレートしての使用に適しており、例えば、（親水性又は疎水性とすることができる）テンプレートは、織物（織布又は不織布）、浮き出し加工の箔、金属スクリーン、押し出し成形されたメッシュ、織られたゴム、浮き出し加工のポリマー膜、及び種々のポリマー材料から作製することができる。好ましい実施形態において、テンプレートは、一方の面から他方へ通じる開口を有し、特にテンプレートは目の粗いメッシュを備える。

【0045】

[0047]望むのであれば、膜において所望の区域の存在を確認する多数の手順がある。例えば、染料スクリーニング試験は、荷電染料、例えば、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）又はトルイジンブルー等の正荷電染料、及び２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）又はＰｏｎｓｅａｕ Ｓレッド等の負荷電染料、を使用して実行することができる。代替的に、又は付加的に、ゼータ電位は、例えば、種々のｐＨにおける流動電位を決定することによって、決定することができる。

【0046】

[0048]膜は、いずれかの所望の臨界濡れ表面張力（例えば、米国特許第４，９２５，５７２号に定義されるようなＣＷＳＴ）を有することができる。ＣＷＳＴは、当業界で知られているように、例えば、米国特許第５，１５２，９０５号、米国特許第５，４４３，７４３号、米国特許第５，４７２，６２１号、及び米国特許第６，０７４，８６９号にさらに開示されているように、選択することができる。いくつかの実施形態において、膜は、親水性であり、７２ダイン／ｃｍ（７２×１０^−５Ｎ／ｃｍ）以上のＣＷＳＴを有する。いくつかの実施形態においては、膜は、７５ダイン／ｃｍ（約７５×１０^−５Ｎ／ｃｍ）以上のＣＷＳＴを有する。

【0047】

[0049]膜の表面特性は、（例えば、ＣＷＳＴに影響を与えるために、表面電荷、例えば、正電荷若しくは負電荷、を含むために、及び／又は表面の極性若しくは親水性を変えるために）湿式若しくは乾式酸化によって、表面でのポリマーの被覆若しくは堆積によって、又はグラフト反応によって改変することができる。改変は、例えば、照射、極性若しくは荷電モノマー、荷電ポリマーによる表面の被覆及び／又は硬化、並びに、表面に官能基を結合させるための化学的改変の実施を含む。グラフト反応は、ガスプラズマ、蒸気プラズマ、コロナ放電、熱、ヴァンデグラフ起電機、紫外線、電子ビームなどのエネルギー源、若しくは、他の種々の形式の放射線への暴露によって、又は、プラズマ処理を使用する表面エッチング若しくは堆積によって活性化させることができる。

【0048】

[0050]付加的に又は代替的に、膜は、例えば、膜全体に又は膜の一部（例えば膜の区域）に、得られた膜に１つ又は複数の所望の機能及び／又は特性を付与するための少なくとも１つの成分、例えば以下の１つ又は複数：例えば（例えば、浸出して、孔をもたらし得る）重炭酸ナトリウム若しくは塩化ナトリウムなどの固体；静菌性又は殺菌性機能などの抗菌機能を付与するための成分（例えば、硝酸銀等の銀系試薬を含むことによって）；（例えば、細菌、哺乳類細胞、遊離核酸、タンパク質（あるｐＨ環境下で）及びヘパリンなどの薬剤などの負荷電標的体を吸着するための）負電荷；（例えば、タンパク質（あるｐＨ環境下で）及びドーパミンなどの薬剤などの正荷電標的体を吸着するための）正電荷；両性イオン；並びに混合電荷などの電荷を付与するための成分；キレート化機能を付与するための成分（例えば、重金属を吸着するために、例えば、ポリアクリル酸、ポリビニルスルホン酸及びスルホン化ポリスチレンなどのキレーティングポリマーを含むことによって）；デンドリマ（例えば、血液試料からの薬物代謝産物を含めた、薬理活性な化合物を結合するためのポリアミドアミン（ＰＡＭＡＭ））を含むための成分；（例えば膜ベースの薬用皮膚パッチを提供する、例えば薬剤などの所望の物質を運搬／送達するための）リポソームを含むための成分；並びにクロマトグラフィ吸着剤、親和性吸着剤（例えばタンパク質及び／又は内毒素などの標的を吸着するための抗体、抗体断片、酵素など）、活性吸着剤（活性炭、活性シリカ及び活性アルミナなど）などの機能性ビーズ及び／又は吸着剤を含むための成分を含むことができる。一部分（例えば区域）の一部として成分（複数可）を含むことによって、所望の機能（複数可）及び／又は特性（複数可）は、望むのであれば、膜全体にわたるよりも、膜の所望の部分及び／又は膜の側面に付与することができることが有利である。例えば、所望の機能（複数可）及び／又は特性（複数可）は、処理される流体に最初に接触した膜の部分に局在化することができ、又は、例えば、処理される流体に最初に接触した膜の部分は、処理される流体に面する膜表面のその他の部分よりも、より集中的な所望の機能（複数可）又は特性（複数可）を有することができる。追加的に、例えば、注型溶液は、１つ又は複数の所望の機能及び／又は特性を膜に付与するために使用することができる。

【0049】

[0051]本発明による少なくとも１つの膜を備える少なくとも１つのフィルタ素子を備えるフィルタを具備する本発明の複数の実施形態において、フィルタは、異なる構造及び／又は機能、例えば前ろ過、支持、排水、スペーシング、及び緩衝のうちの少なくとも１つ、を有することができる、付加的な要素、層、又は成分を含むことができる。例示的に、フィルタは、メッシュ及び／又はスクリーンなどの、少なくとも１つの付加的な要素を含むこともできる。

【0050】

[0052]本発明は、装置、例えば、筐体内に配された本発明の１つ若しくは複数の膜を備えるフィルタ装置、クロマトグラフィ装置及び／又は膜モジュール、をさらに提供する。装置は、いずれかの好適な形状をとることができる。例えば、装置は、実質的に平面、ひだ状又はらせん状の形状の膜を備えるフィルタ素子を含むことができる。実施形態において、素子は、中空の、概して円筒形状を有することができる。望むのであれば、装置は、上流及び／若しくは下流の支持体又は排出層と組み合わせたフィルタ素子を含むことができる。装置は、複数の膜を含み、例えば、多層のフィルタ素子を提供する、又は積層して膜クロマトグラフィに使用するための膜モジュールなどの膜モジュールを提供することができる。

【0051】

[0053]フィルタは、複数のフィルタ素子を備えるいくつかの実施形態において、フィルタ装置を提供するために、少なくとも１つの流入口及び少なくとも１つの流出口を備えると共に、流入口と流出口との間の少なくとも１つの流体流路を規定する筐体内に典型的には配され、フィルタは流体流路を横切る。別の実施形態において、フィルタ装置は、少なくとも１つの流入口並びに少なくとも第１の流出口及び第２の流出口を備えると共に、流入口と第１の流出口との間の第１の流体流路、及び流入口と第２の流出口との間の第２の流体流路を規定する筐体を備え、フィルタは、第１の流体流路を横切り、例えば、第１の液体が第１の流体流路に沿って流入口からフィルタ及び第１の流出口を通ると共に、第２の流体が第２の流体流路に沿って流入口から、フィルタを通過することなく第２の流出口を通るような接線流を可能とする。フィルタカートリッジは、筐体及びエンドキャップを含むことによって構成され、少なくとも１つの流入口及び少なくとも１つの排出口に加えて流体シールを設けることができる。

【0052】

[0054]いくつかの実施形態において、フィルタ装置は滅菌可能である。少なくとも１つの流入口及び少なくとも１つの流出口を設けている好適な形状のいずれかの筐体が使用可能である。筐体は、いずれかの不浸透性熱可塑性材料を含み、処理される生物学的流体と融和性のあるいずれかの好適な剛性不浸透性材料から作製することができる。例えば、筐体は、ステンレス鋼等の金属から、又はポリマーから作製することができる。実施形態において、筐体はポリマー、いくつかの実施形態において、アクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、又はポリカーボネート樹脂等の透明な又は半透明のポリマー、である。このような筐体は、容易に且つ経済的に作製され、筐体を通じて流体の通過観察を可能にする。

【実施例】

【0053】

[0055]以下の実施例は、本発明をさらに例示するが、当然のことながら、本発明の範囲を限定するいかなる手段として解釈されるべきではない。

【0054】

[0056]以下の実施例において、膜は、概して図１に示されるように構成されたシステム１００を使用して生成され、溶液は、ナイフ１、２及び３の方に移動する（注型方向１５の）移動支持体に注型され、沈殿浴レベルは点線１０によって表わされる。

【0055】

[0057]注型する溶液は、各実施例に記載され、電荷連続区域は、荷電粒子を使用することなく生成される。膜は、注型する３つの注型ナイフ（ナイフ１〜３）を使用して、５フィート／分の注型速度で、ＭＹＬＡＲ膜支持体（実施例１〜５）又は浮き出し加工されたポリプロピレンテンプレート上に注型され（実施例６及び７）、ナイフは、５インチのエアギャップで予め離間して、それぞれ、１０、２０及び３０ミルの厚さ間隔で使用される。注型に続いて、膜は、凝固するまでバスにおいて急冷される。膜は、支持体から取り外され、さらに脱イオン水で洗浄され、そして、オーブンで乾燥される。

【0056】

実施例１
[0058]本実施例は調製の実例を示し、本発明の実施形態による荷電連続区域を有する対称性細孔ナイロン膜の構造を記載し、上流区域は正荷電連続区域を有する。

【0057】

[0059]３つの溶液（Ａ、Ｂ、及びＣ）が調製される。溶液Ａ（正電荷）は、１３％ナイロン、１１％脱イオン（ＤＩ）水、１％Ｋｙｍｅｎｅ、及び７５％蟻酸からなる。溶液Ｂ（中性電荷）は、１３％ナイロン、１２％ＤＩ水、及び７５％蟻酸からなる。溶液Ｃ（負電荷）は、１３％ナイロン、１１％ＤＩ水、１％Ｇａｎｔｒｅｚ、及び７５％蟻酸からなる。溶液は、４０℃で溶解され、注型前に脱気される。溶液Ａ、Ｂ、及びＣは、それぞれ、ナイフ１、２及び３に置かれる。注型に続いて、膜は、膜が凝固するまで約６分間、バス（室温で蟻酸とＤＩ水の１：１混合）で急冷される。

【0058】

[0060]膜は、厚さ約１２５μｍであり、各区域は厚さ約３５μｍ〜約４５μｍである。各区域は、約２０％〜約５０％の範囲の空隙及び約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの孔径を有する。

【0059】

実施例２
[0061]本実施例は調製の実例を示し、本発明の実施形態による荷電連続区域を有する非対称性細孔ナイロン膜の構造を記載し、上流区域は正荷電連続区域を有する。

【0060】

[0062]３つの溶液（Ａ、Ｂ、及びＣ）が調製される。溶液Ａ（正電荷）は、１３％ナイロン、１１％水、１％Ｋｙｍｅｎｅ、及び７５％蟻酸からなる。溶液Ｂ（中性電荷）は、１３％ナイロン、１２％ＤＩ水、及び７５％蟻酸からなる。溶液Ｃ（負電荷）は、１３％ナイロン、１１％ＤＩ水、１％Ｇａｎｔｒｅｚ、及び７５％蟻酸からなる。溶液は、４０℃で溶解され、注型前に脱気される。溶液Ａ、Ｂ、及びＣは、それぞれ、ナイフ１、２及び３に置かれる。注型に続いて、膜は、膜が凝固するまで約６分間、バス（室温で蟻酸とＤＩ水の１：２混合）で急冷される。

【0061】

[0063]膜は、厚さ約２２５μｍであり、各区域は厚さ約７５μｍである。上流区域（正荷電連続区域）は、外皮を含む非対称性構造を備え、外皮は約２μｍ〜約３μｍの厚さを有し、約１％（表面において）〜約３％の範囲の段階的な空隙体積を有し、約２ｎｍ〜約１０ｎｍの範囲にある段階的な孔径を有する。上流区域（外皮の下、バルクの方向）は、厚さ約２μｍ〜約５μｍの領域を有し、約２％〜約２０％の範囲の空隙体積、及び約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲の孔径を有する。上流区域の残部は、約２０％〜約４０％の範囲の空隙体積、及び約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の孔径を有する。

【0062】

[0064]中間区域（中性電荷連続区域）は、約２０％〜約４０％の範囲の空隙体積、及び約５００ｎｍ〜約１５００ｎｍの範囲（平均１２００ｎｍ）の孔径を有する。底部区域（負荷電連続区域）は、約２０％〜約５５％の範囲の空隙体積、及び約１０００ｎｍ〜約１６００ｎｍの範囲（平均１３００ｎｍ）の孔径を有する。表面ＳＥＭ分析に基づくと、下流表面と上流（外皮）表面との非対称性比は１：２０である。

【0063】

実施例３
[0065]本実施例は調製の実例を示し、本発明の実施形態による荷電連続区域を有する非対称性細孔ナイロン膜の構造を記載し、上流区域は負荷電連続区域を有する。

【0064】

[0066]３つの溶液（Ａ、Ｂ、及びＣ）が調製される。溶液Ａ（負電荷）は、１３％ナイロン、１１％水、１％Ｇａｎｔｒｅｚ、及び７５％蟻酸からなる。溶液Ｂ（中性電荷）は、１３％ナイロン、１２％ＤＩ水、及び７５％蟻酸からなる。溶液Ｃ（正電荷）は、１３％ナイロン、１１％ＤＩ水、１％Ｋｙｍｅｎｅ、及び７５％蟻酸からなる。溶液は、４０℃で溶解され、注型前に脱気される。溶液Ａ、Ｂ、及びＣは、それぞれ、ナイフ１、２及び３に置かれる。注型に続いて、膜は、膜が凝固するまで約６分間、バス（室温で蟻酸とＤＩ水の１：２混合）で急冷される。

【0065】

[0067]膜は、厚さ約２２５μｍであり、各区域は厚さ約７５μｍである。上流区域（負荷電連続区域「Ａ」）は、外皮を含む非対称性構造を備え、外皮は約２μｍ〜約３μｍの厚さを有し、約１％（表面において）〜約３％の範囲の段階的な空隙体積を有し、約２ｎｍ〜約１０ｎｍの範囲にある段階的な孔径を有する。上流区域（外皮の下、バルクの方向）は、厚さ約２μｍ〜約５μｍの領域を有し、約２％〜約２０％の範囲の空隙体積、及び約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲の孔径を有する。上流区域の残部は、約２０％〜約４０％の範囲の空隙体積、及び約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の孔径を有する。

【0066】

[0068]中間区域（中性電荷連続区域「Ｂ」）は、約２０％〜約４０％の範囲の空隙体積、及び約５００ｎｍ〜約１５００ｎｍの範囲（平均１２００ｎｍ）の孔径を有する。底部区域（正荷電連続区域「Ｃ」）は、約２０％〜約５５％の範囲の空隙体積、及び約１０００ｎｍ〜約１６００ｎｍの範囲（平均１３００ｎｍ）の孔径を有する。表面ＳＥＭ分析に基づくと、下流表面と上流（外皮）表面との非対称性比は１：２０である。

【0067】

[0069]図２に示すように、連続区域は、第１及び第２の細孔面に対して概して平行に配され、中性連続区域「Ｂ」は、第１の電荷連続区域「Ａ」と第２の電荷連続区域「Ｃ」との間に挟まれる。第１の電荷連続区域「Ａ」は負に荷電し、第２の電荷連続区域「Ｃ」は正に荷電し、これによりこれらの区域は、互いに異なる極性の電荷を有する。加えて、膜は、負荷電連続区域が中性電荷連続区域に接する（「Ａ」が「Ｂ」に接する）部分、及び正荷電連続区域が中性連続区域に接する（「Ｂ」が「Ｃ」に接する）部分を有し、当該部分は、互いに概して平行に配される。

【0068】

実施例４
[0070]本実施例は、実施例１において上述のように調製された膜が、中性電荷の区域によって分離された、負電荷及び正電荷の連続区域を有する膜の実例を示す。

【0069】

[0071]膜は、実施例１に記載のように生成される。

【0070】

[0072]膜は、負荷電染料溶液（ＤＩ水中のＰｏｎｓｅａｕレッド染料、０．０５％）に３０分間沈められる。膜は、水酸化アンモニウムの０．１％溶液に浸し、続いて、ＤＩ水に浸して、そして乾燥する。デジタル顕微鏡写真が示す赤色染料は、正電荷を有する膜の表面に存在する。

【0071】

[0073]膜は、正荷電染料溶液（ＤＩ水中のトルイジンブルー染料、０．０５％）に３０分間沈められる。膜は、ＤＩ水に浸され、続いて乾燥される。デジタル顕微鏡写真が示す青色染料は、負電荷を有する膜の表面に存在する。

【0072】

[0074]膜のこれらの部分（中性連続区域）は荷電されていないので、染料は、膜の厚みの中間には存在していない。

【0073】

実施例５
[0075]本実施例は、本発明の別の実施形態による対称性および非対称性のポリエーテルスルホン膜の調製の実例を示す。

【0074】

[0076]３つの溶液（Ａ、Ｂ、及びＣ）が調製される。溶液Ａ（正電荷）は、１１．５％ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、５％ＤＩ水、０．５％Ｋｙｍｅｎｅ、３％ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）（Ｋ−９０）、２５％ポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ２００）、及び５５％Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）からなる。溶液Ｂ（中性電荷）は、１２％ＰＥＳ、５％ＤＩ水、３％ＰＶＰ（Ｋ−９０）、２５％ポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ２００）、及び５５％Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）からなる。

【0075】

[0077]溶液Ｃ（負電荷）は、１１．５％ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、５％ＤＩ水、０．５％Ｇａｎｔｒｅｚ、３％ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）（Ｋ−９０）、２５％ポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ２００）、及び５５％Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）からなる。

【0076】

[0078]溶液は、３０℃で溶解され、注型前に脱気される。

【0077】

[0079]上流区域が正荷電連続区域である膜においては、溶液Ａ、Ｂ、及びＣは、それぞれ、ナイフ１、２、及び３に置かれる。上流区域が負荷電連続区域である膜においては、溶液Ｃ、Ｂ、及びＡは、それぞれ、ナイフ１、２、及び３に置かれる。

【0078】

[0080]非対称性膜を生成するとき、注型溶液は、膜が凝固されるまで、約６分間、１０５°ＦのＤＩ水浴において、約４秒以内に急冷される。

【0079】

[0081]対称性膜を生成するとき、注型溶液は、膜が凝固されるまで、約６分間、室温のＤＩ水浴において、約２５秒後に急冷される。

【0080】

[0082]連続区域は、第１及び第２の細孔面に対して概して平行に配され、中性連続区域は、第１の電荷連続区域と第２の電荷連続区域との間に挟まれ、第１の電荷連続区域及び第２の電荷連続区域は、互いに異なる極性の電荷を有する。

【0081】

実施例６
[0083]本実施例は、本発明の実施形態による対称性テンプレート膜の調製の実例を示し、上流区域は正荷電連続区域を有する。

【0082】

[0084]浮き出し加工されたポリプロピレン基体テンプレート（ＢＰ１００Ｐ、５．０ミル、Ｂｌｏｏｍｅｒ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｉｎｃ．、Ｂｌｏｏｍｅｒ、ＷＩ）が得られる。

【0083】

[0085]３つの溶液（Ａ、Ｂ、及びＣ）が調製される。溶液Ａ（正電荷）は、１３％ナイロン、１１％水、１％Ｋｙｍｅｎｅ、及び７５％蟻酸からなる。溶液Ｂ（中性電荷）は、１３％ナイロン、１２％水、及び７５％蟻酸からなる。溶液Ｃ（負電荷）は、１３％ナイロン、１１％水、１％Ｇａｎｔｒｅｚ、及び７５％蟻酸からなる。溶液は、４０℃で溶解され、注型前に脱気される。溶液Ａ、Ｂ、及びＣは、それぞれ、ナイフ１、２及び３に置かれる。

【0084】

[0086]溶液は、前処理された浮き出し加工のポリプロピレン基体に注型される。

【0085】

[0087]注型に続いて、膜は、膜が凝固するまで約６分間、バス（室温で蟻酸と脱イオン水の１：１混合）において急冷される。

【0086】

[0088]膜は、浸され、テンプレートから分離され、そして乾燥される。

【0087】

[0089]第１の細孔面（「テンプレート面」）は、第１の領域（隆起部）及び第２の領域（くぼんだ「谷」部）を備え、第１の細孔面の第１の領域と第２の細孔面との間隔は、第１の細孔面の第２の領域と第２の細孔面との間隔よりも約１５パーセント大きい。第１の細孔面の第１及び第２の領域の両方の孔径は、約１０００ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲にある。

【0088】

実施例７
[0090]本実施例は、本発明の実施形態による非対称性テンプレート膜の調製の実例を示し、上流区域は正荷電連続区域を有する。

【0089】

[0091]浮き出し加工されたポリプロピレン基体テンプレート（ＢＰ１００Ｐ、５．０ミル、Ｂｌｏｏｍｅｒ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｉｎｃ．、Ｂｌｏｏｍｅｒ、ＷＩ）が得られる。

【0090】

[0092]３つの溶液（Ａ、Ｂ、及びＣ）が調製される。溶液Ａ（正電荷）は、１３％ナイロン、１１％水、１％Ｋｙｍｅｎｅ、及び７５％蟻酸からなる。溶液Ｂ（中性電荷）は、１３％ナイロン、１２％水、及び７５％蟻酸からなる。溶液Ｃ（負電荷）は、１３％ナイロン、１１％水、１％Ｇａｎｔｒｅｚ、及び７５％蟻酸からなる。溶液は、４０℃で溶解され、注型前に脱気される。溶液Ａ、Ｂ、及びＣは、それぞれ、ナイフ１、２及び３に置かれる。

【0091】

[0093]溶液は、前処理された浮き出し加工のポリプロピレン基体に注型される。

【0092】

[0094]注型に続いて、膜は、膜が凝固するまで約６分間、バス（室温で蟻酸と脱イオン水の１：２混合）において急冷される。

【0093】

[0095]膜は、浸され、テンプレートから分離され、そして乾燥される。

【0094】

[0096]膜は、厚さ約２２５μｍであり、各区域は厚さ約７５μｍである。上流区域（正荷電連続区域）は、外皮を含む非対称性構造を備え、外皮は約２μｍ〜約３μｍの厚さを有し、約１％（表面において）〜約３％の範囲の段階的な空隙体積を有し、約２ｎｍ〜約１０ｎｍの範囲にある段階的な孔径を有する。上流区域（外皮の下、バルクの方向）は、厚さ約２μｍ〜約５μｍの領域を有し、約２％〜約２０％の範囲の空隙体積、及び約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲の孔径を有する。上流区域の残部は、約２０％〜約４０％の範囲の空隙体積、及び約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の孔径を有する。

【0095】

[0097]中間区域（中性電荷連続区域）は、約２０％〜約４０％の範囲の空隙体積、及び約５００ｎｍ〜約１５００ｎｍの範囲（平均１２００ｎｍ）の孔径を有する。底部区域（負荷電連続区域）は、約２０％〜約５５％の範囲の空隙体積、及び約１０００ｎｍ〜約１６００ｎｍの範囲（平均１３００ｎｍ）の孔径を有する。表面ＳＥＭ分析に基づくと、下流表面と上流（外皮）表面との非対称性比は１：２０である。

【0096】

[0098]図３に示すように、第１の細孔面（「テンプレート面」）は、第１の領域及び第２の領域を備え、第１の細孔面の第１の領域と第２の細孔面との間隔は、第１の細孔面の第２の領域と第２の細孔面との間隔よりも約１５パーセント大きい。加えて、膜は、正荷電連続区域が中性電荷連続区域に接する（「Ａ」が「Ｂ」に接する）部分、及び負荷電連続区域が中性連続区域に接する（「Ｂ」が「Ｃ」に接する）部分を有し、当該部分は、互いに概して平行に配される。

【0097】

[0099]本明細書において引用される刊行物、特許出願及び特許を含む全ての文献は、各文献が個別的に且つ具体的に示され、参照によって組み込まれると共に、本明細書にその全体を記述されるのと同じ程度に、参照をもって本明細書に組み込まれる。

【0098】

[0100]本発明を記載する文脈において（特に、添付の特許請求の範囲の文脈において）、用語「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」及び「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」並びに同様の指示対象の使用は、本明細書で特に指示のない限り又は文脈上明らかに矛盾しない限り、単数及び複数の両方を含むと解釈されるべきである。１つ又は複数の項目のリストの前に記載された用語「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」の使用（例えば、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」）は、本明細書で特に指示のない限り又は文脈上明らかに矛盾しない限り、リストに挙げられた項目から選択された１つの項目（Ａ又はＢ）又はリストに挙げられた項目のうちの２つ以上のいずれかの組合せ（Ａ及びＢ）を意味すると解釈すべきである。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」は、別段の記載がない限り、無制限（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ）用語（すなわち、「〜を含むがこれに限定されない」を意味する）として解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において特に指示のない限り、当該範囲内に入る各々の別個の値に個別的に言及する簡略な方法として役立つことを単に意図されており、各々の別個の値は、あたかも本明細書に個別的に記載されているかのように本明細書中に組み込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書において特に指示のない限り又は文脈上明らかに矛盾しない限り、いずれかの好適な順序で行うことができる。本明細書において提供されるいずれかの及び全ての実施例、又は例示的な言語（例えば、「等（ｓｕｃｈ ａｓ）」）の使用は、本発明をより明らかにすることを単に意図しており、特に請求しない限り、本発明の範囲の限定を提示するものではない。明細書におけるいかなる言語も、請求されていないいいかなる要素を本発明の実施に不可欠なものとして示していると解釈されるべきでない。

【0099】

[0101]本発明の好ましい実施形態は、本発明を実行するために、本発明者らに知られている最良の形態を含めて、本明細書に記載される。これらの好ましい実施形態の変形は、先述の記載を読めば、当業者に明らかになり得る。本発明者らは、当業者がこのような変形を適切に使用することを予期し、本発明者らは、本発明が本明細書に具体的に記載したものとは別の方法で実施されることを意図する。したがって、この発明は、適用される法律によって許可される本明細書に添付された特許請求の範囲に列挙された主題の全ての改変物及び均等物を含む。さらに、そのあらゆる可能な変形における上述の要素のいかなる組合せは、本明細書に別段の指示がない限り又は文脈上明らかに矛盾しない限り、本発明によって包含される。

【符号の説明】

【0100】

１、２、３ ナイフ
１０ 沈殿浴レベル
１５ 注型方向
１００ システム

【図1】

【図2】

【図3】

【外国語明細書】

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